Processo de fabricação de baterias lipo

Baterias de íons de lítio de bolsa macia são amplamente utilizadas em dispositivos eletrônicos portáteis devido à sua alta segurança, densidade energética e flexibilidade de design. O processo de fabricação envolve várias etapas críticas:

1. Preparação do material

Os principais materiais necessários para a produção de baterias incluem:

• Materiais Catódicos: Como óxido de lítio e cobalto (LiCoO₂), fosfato de ferro e lítio (LiFePO₄) e outros compostos de lítio.
• Materiais de ânodo: Normalmente grafite ou outros materiais à base de carbono.
• Separador: Uma membrana polimérica fina e porosa.
• Eletrólito: Uma solução condutora de íons de lítio.

A escolha dos materiais é crucial para o desempenho e a segurança da bateria.

2. Preparação do eletrodo

• Preparação de polpa: Materiais ativos, agentes condutores e ligantes são dispersos uniformemente para criar uma pasta homogênea e estável. A consistência da pasta é vital para manter a uniformidade da bateria durante a produção.
• Revestimento: A pasta catódica é revestida com folha de alumínio, e a pasta anódica é revestida com folha de cobre. A espessura e a temperatura de secagem são rigorosamente controladas para garantir qualidade e consistência.
• Rolando:Os eletrodos revestidos são comprimidos usando rolos para melhorar sua densidade e resistência.
• Corte e Secagem:Os eletrodos laminados são cortados no tamanho necessário e secos para remover solventes e umidade.

3. Preparação do separador

O separador é um componente crítico que permite a movimentação dos íons de lítio, impedindo o fluxo de elétrons. Ele deve ter resistência mecânica e estabilidade química suficientes para garantir a segurança e o desempenho da bateria.

4. Corte e empilhamento de eletrodos

Os eletrodos secos de cátodo e ânodo, juntamente com o separador, são empilhados em sequência para formar a estrutura básica da célula. O alinhamento e o posicionamento precisos são essenciais para a integridade estrutural e o desempenho da bateria.

5. Montagem da bateria

• Modelagem Celular:As dimensões da célula são projetadas de acordo com as necessidades do cliente, e o filme de alumínio e plástico é moldado no formato desejado.
• Vedação superior e lateral:A célula ferida é colocada em um molde preparado, e o filme de embalagem é dobrado para selar a parte superior e as laterais, prendendo os fios terminais.
• Injeção de Líquidos e Pré-selagem:Após a vedação, a célula é inspecionada quanto ao alinhamento, e qualquer umidade é removida antes que o eletrólito seja injetado e pré-vedado.

6. Formação e Ativação

• Descansando:O eletrólito injetado é completamente absorvido pelos eletrodos.
• Formação: A bateria passa pela primeira carga para ativar a célula, formando uma interface eletrolítica sólida (IEE) estável nos eletrodos. A produção de gás ocorre durante esse processo, por isso alguns fabricantes utilizam dispositivos para canalizar o gás para bolsas específicas.
• Moldagem de acessórios:Após a formação, as interfaces dos eletrodos são otimizadas, e o formato do dispositivo garante que a bateria mantenha seu formato e dimensões corretos.

7. Selagem e moldagem secundárias

• Selagem Secundária: Um vácuo é usado para remover qualquer gás restante da bolsa e parte do eletrólito, seguido por um segundo processo de selagem. A bolsa de gás é então aparada e a célula assume sua forma final.
• Aparar e dobrar bordas:As bordas do primeiro e do segundo selos são aparadas na largura correta e dobradas para garantir que a bateria atenda às especificações dimensionais.

8. Teste e classificação

Cada célula passa por uma série de testes, incluindo verificações de capacidade, resistência interna e corrente de fuga, para garantir que atendam aos padrões de qualidade. As células que não atendem aos critérios são descartadas para manter a qualidade e a consistência do produto.

9. Embalagem e Teste Final

As células qualificadas são embaladas em sua forma final e passam por uma rodada final de testes, que inclui inspeção de aparência, testes de voltagem e verificações de capacidade para confirmar que o produto atende aos requisitos do cliente.

Padrões de qualidade para baterias de íons de lítio de bolsa macia

1. Embalagem e rotulagem: A embalagem da bateria deve estar intacta, sem danos, e as informações impressas (marca, modelo, capacidade, voltagem, data de produção) devem ser precisas e claras. A vedação deve estar firme, sem folgas.
2. Integridade da aparência: A superfície da bateria deve estar livre de arranhões, amassados, deformidades, manchas ou ferrugem. Os terminais devem estar planos, sem dobras, quebras ou oxidação. A película de alumínio-plástico deve estar livre de danos, rugas ou bolhas.
3. Capacidade:A capacidade real deve ser próxima da capacidade nominal, com uma proporção maior indicando melhor desempenho.
4. Resistência interna:Uma baixa resistência interna é crucial para garantir perda mínima de energia durante os ciclos de carga/descarga e alta eficiência energética.
5. Desempenho de carga e descarga: A bateria deve carregar totalmente dentro de um tempo razoável, sem aquecimento anormal, fumaça ou inchaço. Durante a descarga, a voltagem não deve cair muito rapidamente e a corrente deve ser estável.
6. Ciclo de vida: Após múltiplos ciclos de carga/descarga, a retenção da capacidade e a queda do desempenho da bateria devem permanecer dentro de limites aceitáveis. Para baterias de consumo, a vida útil do ciclo deve ser ≥800 ciclos, com uma taxa de retenção da capacidade ≥80%.
7. Segurança: A bateria deve apresentar proteção eficaz contra sobrecarga, descarga excessiva e curto-circuito. Deve permanecer estável em altas temperaturas, sem deformação ou dilatação.

O processo de fabricação de baterias de íons de lítio de bolsa macia envolve controle preciso em cada etapa para garantir desempenho, segurança e confiabilidade ideais.